JP2016175031A - 静電噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成でありながら各ノズルでの良好な液体の噴霧が行え、さらに、被塗物の広い範囲に混合噴霧可能な静電噴霧装置を提供する。【解決手段】複数の液体噴霧部２０と、液体噴霧部２０の先端の近隣に配置される近接電極４０と、近接電極４０と液体噴霧部２０との間に電圧を印加し、液体を帯電状態で液体噴霧部２０の先端から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段と、を備え、液体噴霧部２０が正多角形に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は静電噴霧装置に関する。

液体を静電気力で噴霧・霧化する静電噴霧装置が知られているが、このような静電噴霧装置は、霧化液体の噴霧量が少なく、塗布範囲が小さいため、一般の圧縮空気などを用いて塗料などの液体を霧化して被塗物に塗布するようなスプレーガン及び圧縮空気などを用いて液体を霧化して静電気力を用いて被塗物に効率よく塗布するような静電塗装装置のように、一度に多くの量を広範囲に霧化液体を塗布することができないという問題がある。

一方、特許文献１には、複数の霧化縁部（１２、１３）及びこの霧化縁部（１２、１３）の各側でしかも前歩位に霧化縁部（１２、１３）の長手方向に沿ってのびる対の組合わさった複数の電界強化電極（２６、２７、２８、２８ａ、２８ｂ）を備えた噴霧ヘッドと、霧化縁部（１２、１３）と電界強化電極（２６、２７、２８、２８ａ、２８ｂ）との間に電位差を印加する電源装置とを有する液体の静電噴霧装置において、対の霧化縁部（１２、１３）と組合わさった電界強化電極（２６、２７、２８；または、２６、２７、２８ａ、２８ｂ）が並んでのび、またａ）霧化縁部（１２、１３）の間の間隔（ａ）が２０〜３００ｍｍの範囲であり、ｂ）電界強化電極（２６、２７、２８、２８ａ、２８ｂ）の各々とそれと組合わさった霧化縁部（１２、１３）との間の間隔（ｂ）が３ｍｍ以上であり、ｃ）霧化縁部（１２、１３）と電界強化電極（２６、２７、２８、２８ａ、２８ｂ）との間に印加される電位差を供給する導体間の測定可能な電位差が霧化縁部（１２、１３）から電界強化電極（２６、２７、２８、２８ａ、２８ｂ）の間隔の単位長さ当たり１〜３ＫＶ／ｍｍの範囲にあることを特徴とする静電噴霧装置が開示されている。

そして、上記構成とすることで、特許文献１のＦｉｇ．２に開示されるように、２つの霧化縁部（１２、１３）に対して３つの電界強化電極（前方の外側の電極２６、２７及び中央側の電極２８）を設けた構成で、２つの霧化縁部（１２、１３）から噴霧される霧化液体を重ね合わせることが可能であることが示されている。
この特許文献１に開示される静電噴霧装置によれば、従来の霧化縁部が１つである場合に比べ、広い範囲に霧化液体を塗布することが可能である。

一方、特許文献２には、多数のノズル（霧化縁部）を配置した場合には、液体を霧化噴霧できないノズルが発生する場合があることが開示されており、そのような不安定動作を起こさないようにするために、各ノズルに印加する電圧を変えるようにすることが開示されている。
また、各ノズルに印加する電圧を変えるのに代えて、各ノズルの前後方向の長さを変えることも開示されている。

特開平３−３０８４８号公報 特表２００８―５１６７６６号公報

しかしながら、特許文献２のように、個別にノズル毎に印加する電圧を調節できる構成にするためには、装置自体の構成が複雑になるという問題があり、また、各ノズルの長さを変える手法にあっても、各ノズル間の電界の干渉を考慮しつつ各ノズルの長さ決めるという複雑な設計が必要であるという問題がある。

一方、特許文献２に開示される技術は、特許文献２の図１２を見るとわかる通り、特許文献１のように各ノズル（霧化縁部）から噴霧される霧化液体を重ね合わせるものではない。
特許文献１のノズルを増やし広範囲に良好な塗布状態で塗布するにあたって特許文献１に特許文献２に開示される手法を適用するとすれば、各ノズル間の電界の干渉を考慮して各ノズルが正常な噴霧が行えるようにするだけでなく、さらに、各ノズルが噴霧する霧化液体が重ね合わせ状態となるようにすることまでもを考慮して各ノズルに印加する電圧を個別に制御する、若しくは、ノズルの長さを個別に設計するという必要があり、装置自体の構成、若しくは、設計が複雑なものとなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複雑な設計等を伴わないシンプルな構成でありながら各ノズルでの良好な液体の噴霧が行える静電噴霧装置を提供することを第１の目的とし、さらに、各ノズルが噴霧する塗料などの液体を被塗物の広い範囲に良好な塗布状態で混合噴霧することができる静電噴霧装置を提供することを第２の目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の静電噴霧装置は、複数の液体噴霧部と、前記液体噴霧部の先端の近隣に配置される近接電極と、前記近接電極と前記液体噴霧部との間に電圧を印加し、液体を帯電状態で前記液体噴霧部の先端から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段と、を備え、前記液体噴霧部が正多角形に配置される。
（２）上記（１）の構成において、前記近接電極が前記液体噴霧部同士の間に配置されることで、隣接する前記液体噴霧部から噴霧される前記液体同士が少なくとも混ざる。
（３）上記（２）の構成において、正面視で見て、前記複数の液体噴霧部で囲われる領域の中央側にも前記近接電極が設けられている。
（４）上記（２）又は（３）のいずれか１つの構成において、前記近接電極の電位を調節する電位調節手段を備え、前記近接電極の電位を調節することで、前記液体噴霧部の電位と前記近接電極の電位との間の電位差が調節し、噴霧される前記液体の混ざり具合が調節できる。
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つの構成において、前記電圧印加手段が、前記液体噴霧部と被塗物との間にも電圧を印加する。
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つの構成において、前記液体噴霧部同士の間に配置される前記近接電極は、前記近接電極に隣接する前記液体噴霧部の先端同士を直線で結んだときの長さの半分の長さよりも小さい幅である。
（７）上記（１）から（６）のいずれか１つの構成において、それぞれの前記液体噴霧部から噴霧される液体の噴霧量を調節する液体噴霧量調節手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。

本発明によれば、複雑な設計等を伴わないシンプルな構成でありながら各ノズルでの良好な液体の噴霧が行える静電噴霧装置を提供することができ、さらに、各ノズルが噴霧する塗料などの液体を被塗物の広い範囲に良好な塗布状態で混合噴霧することができる静電噴霧装置を提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の静電噴霧装置の全体構成を示す断面図である。 第１実施形態の液体噴霧部周辺を拡大した拡大斜視図である。 第１実施形態の液体噴霧部の断面図である。 第１実施形態の液体噴霧部の先端側を拡大した断面図である。 第１実施形態の液体噴霧部から液体が噴霧される状態を説明するための図である。 第１実施形態の液体噴霧部及び近接電極の配置関係を示す正面図である。 本発明に係る第２実施形態の液体噴霧部及び近接電極の配置関係を示す正面図である。 第２実施形態の液体噴霧部周辺を拡大した拡大斜視図である。 第２実施形態の近接電極の変形例を示す正面図である。 第２実施形態の近接電極の変形例を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
なお、特に断りがない場合、「先（端）」や「前（方）」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向側を表し、「後（端）」や「後（方）」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向と反対側を表すものとする。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の静電噴霧装置１０の全体構成を示す断面図であり、図２は、静電噴霧装置１０の液体噴霧部２０周辺を拡大した拡大斜視図である。
なお、図２に示すように、液体噴霧部２０及び近接電極４０は直線状に並んでいるわけではないので、図１の断面図は、静電噴霧装置１０を直線で切断した断面ではなく、あくまでも、全体構成がよりわかり易いように各部の断面を示しているものである。

図１及び図２に示すように、第１実施形態の静電噴霧装置１０は、３つの液体噴霧部２０と、液体噴霧部２０の近隣に配置される近接電極４０とを備え、液体噴霧部２０が正三角形に配置されるとともに、正面視で近接電極４０が液体噴霧部２０同士の間に配置されるように、絶縁材料からなるホルダ３０によって液体噴霧部２０及び近接電極４０が保持されている。

また、図１に示すように、静電噴霧装置１０は、それぞれの液体噴霧部２０と被塗物６０との間に電圧を印加する電圧印加手段５０（電圧電源）を備えており、電圧印加手段５０によって、液体噴霧部２０と被塗物６０との間に印加される電圧を抵抗５１で分割することで、近接電極４０と被塗物６０との間にも電圧を印加するようになっている。

なお、本実施形態では、電圧印加手段５０によって、液体噴霧部２０と被塗物６０との間に印加される電圧を可変抵抗である抵抗５１を用いて、近接電極４０と被塗物６０との間に電圧を印加する電圧印加手段を構成としているが、別の電圧印加手段（電圧電源）を用いて近接電極４０と被塗物６０との間に電圧を印加する構成としても良い。

さらに、被塗物６０は、アース手段７０でアースされるようになっている。
このアース手段７０は必須の要件ではないが、被塗物６０のようなものの場合、作業者が触れたりすることがあり得るので安全面の観点で設けることが好ましい。

なお、本実施形態では、被塗物６０に電圧印加手段５０からの電気配線を接続している場合を示しているが、被塗物６０に、直接、電気配線を接続する必要はない。
例えば、被塗物６０が搬送装置などによって、塗料などの液体を塗布する位置に搬送されるような場合には、電圧印加手段５０からの電気配線を搬送装置の被塗物６０が載置される載置部に接続されているようにして、載置部を介して被塗物６０が電圧印加手段５０に電気的に接続されるようにしても良い。

（液体噴霧部）
図３は、１つの液体噴霧部２０を示した断面図である。
図３に示すように、液体噴霧部２０は、液体の供給される液体供給口２１ａを有する液体流路２１ｂが形成された絶縁材料からなる胴体部２１と、貫通孔が胴体部２１の液体流路２１ｂに連通するように胴体部２１の先端に設けられる液体ノズル２２と、胴体部２１の液体流路２１ｂ内及び液体ノズル２２の貫通孔内に配置される導電材料からなる心棒２３と、を備えている。

胴体部２１には、心棒２３を後端側に取り出すために、液体流路２１ｂと連通した孔部２１ｃが設けられ、その孔部２１ｃ内には、心棒２３との間の隙間をシールして液体が漏れないようにするシール部材２４が設けられている。
なお、本実施形態では、シール部材２４としてＯリングを用いているが、Ｏリングに限らず、シールが可能なものであればよい。

そして、孔部２１ｃを通じて胴体部２１の後端側に位置する心棒２３の後端には、絶縁材料からなる摘み部２３ａが設けられているとともに、摘み部２３ａのほぼ中央を貫通するように設けられた導電材料からなる電気配線接続部２３ｂが設けられている。

図１に示すように、電気配線接続部２３ｂには、電圧印加手段５０からの電気配線が接続される。
そして、図３に示すように、電気配線接続部２３ｂが心棒２３に接触するようにされることで心棒２３と電気配線接続部２３ｂとが電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、心棒２３を液体噴霧部２０の電極とする場合を示しているが、液体ノズル２２を導電材料からなるものとして液体ノズル２２に電圧印加手段５０からの電気配線を接続して液体ノズル２２を液体噴霧部２０の電極としても良い。

また、胴体部２１の後端開口部２１ｄの内周面には、摘み部２３ａを螺合接続するための雌ネジ構造２１ｅが設けられ、一方、摘み部２３ａの先端外周面には、雄ネジ構造２３ｃが設けられている。

したがって、胴体部２１の後端開口部２１ｄの雌ネジ構造２１ｅに摘み部２３ａの先端外周面の雄ネジ構造２３ｃを螺合させることで心棒２３が取外し可能に胴体部２１に取付けられている。
また、摘み部２３ａの螺合量を調節することで心棒２３を前後方向に移動させることができ、心棒２３の先端面２３ｄの位置を前後方向に調節できるようになっている。

ここで、一般に、静電噴霧装置の先端を液体ノズルで形成する静電噴霧装置の場合、液体を噴霧するノズルは、液体が流れる貫通孔の直径が小さい微細な液体流路とされる。
これは、液体が流れ出るノズル先端の開口直径が大きいと、安定した液体の霧化状態が得られなくなるためと推察される。
例えば、一般には、ノズル先端の開口直径は０．１ｍｍ未満とされている。

このため、液体が乾燥したりすると直ぐに、ノズル先端の開口部が目詰まりするが、開口直径が小さいため、この目詰まりを解消することが難しいという問題がある。

しかしながら、理由については、後ほど説明するが、心棒２３を用いるようにすることで、従来に比較して、ノズル先端の開口径を大きな開口直径としても良好な霧化ができることを見出し、このため、本実施形態の液体ノズル２２の先端の開口部２２ｂの開口直径は０．２ｍｍの大きな開口直径にできている。
この結果、目詰まりが発生する頻度を大幅に低減することができるようになっている。

なお、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径は０．２ｍｍに限定されるものではなく、心棒２３を用いる形態においては、開口直径は１ｍｍ程度であっても問題はない。

液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径は、目詰まりが起きにくく、また、目詰まりが起きても清掃ができることを考慮すると、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、さらに０．２ｍｍより大きくすることが好ましい。

一方、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径は、霧化の安定性を考慮すると、１.０ｍｍ以下が好適であり、より好ましく０．８ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下とするのが良い。

また、本実施形態では、上述のように、心棒２３を前後方向に移動させることができるため、目詰まりが起きても心棒２３を移動させることで目詰まりの解消を行うことができる。
さらに、液体ノズル２２の貫通孔の内径も心棒２３を配置できる程度に大きくできているため、心棒２３を取り外して洗浄液を大量に流して洗浄することも可能になっている。

図４は、図３に示した液体噴霧部２０の先端、つまり、液体ノズル２２の先端近傍を拡大した拡大図であり、図４（ａ）は、心棒２３の先端面２３ｄが後方に位置する場合であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態よりも心棒２３の先端面２３ｄが前方に位置する場合である。

図４（ａ）に示すように液体ノズル２２は、開口部２２ｂ側に向かってテーパ状に内径が小さくなるテーパ角度がαであるテーパ状内径部（範囲Ａ参照）を有しており、心棒２３は、先端面２３ｄに向かって外径が小さくなるテーパ角度がβであるテーパ形状部（範囲Ｂ参照）を有している。

そして、液体ノズル２２のテーパ状内径部のテーパ角度αが、心棒２３のテーパ形状部のテーパ角度βよりも大きくされている。
また、心棒２３の先端面２３ｄの直径は、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径よりも小さい直径とされているが、心棒２３のテーパ形状部は、後端側に向かって徐々に直径が大きくなり、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径よりも直径の大きい部分を有するように形成されている。

上記のように、液体ノズル２２及び心棒２３の先端側を形成することによって、図４（ａ）及び（ｂ）を見比べるとわかるように、心棒２３を前後方向に移動させることで液体ノズル２２と心棒２３とで形成される隙間の幅を調節できるようになり、液体ノズル２２の開口部２２ｂから出る液体の量を調節することができる。

また、図４（ｂ）で示す状態よりも、さらに、心棒２３を前方側に動かすことで、心棒２３が液体ノズル２２の内周面に当接し、液体ノズル２２の開口部２２ｂを閉塞することが可能である。
したがって、液体を噴霧しない状態において、液体ノズル２２の開口部２２ｂを心棒２３で閉塞させ、液体ノズル２２内の液体が乾燥することを防止することが可能であり、液体ノズル２２が目詰まりを起こすことを抑制ができる。

（近接電極）
図２に示すように、近接電極４０は、液体噴霧部２０同士の間、より詳しくは、液体ノズル２２同士のほぼ中間位置に位置するように、ホルダ３０の近接電極取付部３１に取付けられている。
より具体的には、３つの近接電極４０は、中央の連結リング４２の外周に周方向に１２０°間隔で設けられるように、連結リング４２に一体形成されている。
なお、近接電極４０及び連結リング４２の部分は、導電材料や表面抵抗が１０^１０Ω以下である帯電防止材料を用いて形成される。

そして、近接電極取付部３１の先端に連結リング４２を装着した状態で、連結リング４２を近接電極取付部３１側に押圧するように、連結リング４２をネジ４１で締め付けることで、近接電極取付部３１に連結リング４２が固定される。
このため、このネジ４１を外すことで近接電極取付部３１から近接電極４０を取り外すことができる。

なお、図１では、近接電極４０の先端に、抵抗５１（可変抵抗）からの電気配線が接続されているように図示しているが、電気配線の接続は、例えば、図２のホルダ３０の後方側（液体ノズル２２と反対側）から近接電極取付部３１内を通して連結リング４２に接続されるようになっていても良い。

次に、複数の液体噴霧部２０から噴霧される液体の状態を説明する前に、図５を参照しながら、１つの液体噴霧部２０から液体が噴霧される状態について説明を行い、その後、これが複数の液体噴霧部２０を用いて行われたときにどのような液体の噴霧状態になるのかについて説明を行う。

なお、図５では、１つの液体噴霧部２０だけを図示した断面図になっており、この液体噴霧部２０（液体ノズル２２）の両サイドに配置されている近接電極４０についての図示を省略しているが、実際には、図２に示すように、近接電極４０が配置されている。

上述した近接電極４０は、電圧が印加されることで被塗物６０基準電位としたときに第１電位となるようにされており、また、液体噴霧部２０は、電圧が印加されることで被塗物６０を基準電位としたときに第２電位となるようにされており、この第１電位と第２電位とが異なる電位になるようにされている。
つまり、電圧印加手段５０及び抵抗５１（可変抵抗）によって近接電極４０と液体噴霧部２０との間に第１電位と第２電位との間の電位差を生じる電圧が印加される構成となっている。

そして、胴体部２１の液体供給口２１ａに供給された液体は、液体ノズル２２の先端側に供給されていき、第１電位と第２電位との間の電位差に伴う静電気力によって、前方側に引っ張られて前方に離脱・霧化する。
つまり、電圧印加手段５０及び抵抗５１（可変抵抗）によって近接電極４０と液体噴霧部２０との間に電圧を印加し、液体を帯電状態で液体噴霧部２０の先端（液体ノズル２２の先端）から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段が構成されている。

本実施形態では、抵抗５１（可変抵抗）は、その抵抗を可変調節することで近接電極４０の第１電位を調節することができるので、この調節によって近接電極４０の第１電位と液体噴霧部２０の第２電位との間の電位差を調節することができ、噴霧する塗料などの液体の種類などに応じて、適切な静電気力を発生させることができるようになっている。

また、噴霧される液体同士の混ざり具合は、第１電位と第２電位との電位差によっても変化するため、適切な電位差のコントロールができることが望ましい。
例えば、第１電位を大きくすることで電位差を小さくすると、噴霧された液体同士が混ざり難くなる。
一方、第１電位を小さくすることで電位差を大きくすると、噴霧された液体が混ざりやすくなるが、近接電極４０が噴霧された液体によって汚れやすくなる。
本実施形態では、第１電位を調節して電位差を簡単にコントロールできるので、近接電極４０の汚れ具合などを考慮しつつ液体同士の混ざり具合を調節することも簡単に行うことができる。

なお、液体の供給は、噴霧により消費されることで液体噴霧部２０から失われる分の液体が順次供給されていれば良く、液体ノズル２２の開口部２２ｂ（より正確には、開口部２２ｂと心棒２３との間の隙間）から液体が噴射するような圧力で圧送供給される必要はなく、液体が勢いよく噴射される状態の場合、かえって霧化ができなくなるようなことが起こる。

より具体的には、心棒２３の先端面２３ｄ及び液体ノズル２２の先端外周縁２２ａへの表面張力や粘度による付着力に対して、液体を前方に引っ張る静電気力が釣り合うことで、図５に示すように、液体ノズル２２の先端側に供給された液体が、その先端で円錐形の形状となるテーラコーン８０が形成される。

このテーラコーン８０は、電場の作用によって、液体中で正／負電荷の分離が起こり、過剰電荷で帯電した液体ノズル２２先端のメニスカスが変形して円錐状となって形成されているものである。
そして、テーラコーン８０の先端から静電気力によって液体が静電気力の引っ張り方向に真直ぐに引っ張られ、その後静電爆発によって広い範囲に液体が噴霧される。

この噴霧される液体、つまり、液体ノズル２２から離脱して液体粒子となった液体は、離脱前の状態に比べ、空気に触れる面積が飛躍的に大きくなるため溶媒の気化が促進され、その溶媒の気化に伴って帯電している電子間の距離が近づき、静電反発（静電爆発）が発生して、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。

この分裂が起こると、さらに、分裂前に比べ空気に触れる表面積が増えることになるため、溶媒の気化が促進され、上述したのと同様に静電爆発が発生し、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。
このような静電爆発が繰り返されることで液体が霧化される。

ここで、本実施形態では、液体ノズル２２内に心棒２３を設けるようにしている。
仮に、従来の静電噴霧装置のように、この心棒２３を設けないものとすると、液体が付着できる部分は、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけとなる。

そして、このような状態で液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を大きくすると、液体の付着できる部分が、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけのため、例えば、液体ノズル２２の上下左右に液体がふらついたりし易く、きれいなテーラコーン８０が形成できなくなったり、また、テーラコーン８０自体が維持できなくなるため、液体ノズル２２から離脱する液体粒子の安定性（粒子の大きさ、数、及び、帯電状態などの安定性）が得られなくなり、結果、液体の安定した霧化ができなくなるものと推察される。

一方、本実施形態では、液体ノズル２２内に心棒２３を配置して、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけでなく、心棒２３の先端面２３ｄとの間でも液体は付着する。
したがって、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径が大きくても、開口部２２ｂの中央部に液体が付着できる心棒２３の先端面２３ｄが存在するため、安定したテーラコーン８０を形成することができ、液体の安定した霧化ができるようになっているものと考えられる。

なお、心棒２３の先端面２３ｄが液体ノズル２２の先端外周縁２２ａ（つまり、液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面）から前方に出過ぎると液体ノズル２２から出る液体に電場が作用し難くなり、一方、心棒２３の先端面２３ｄが液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から後方に引っ込み過ぎると、開口部２２ｂの中央部に液体が付着できる部分が存在しないのと同じ状態となる。

このことから、心棒２３の先端面２３ｄの位置は、液体を噴霧する状態において、液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面を基準にして、心棒２３の中心軸に沿った前後方向で、液体ノズル２２の先端の開口部２２ｂの開口直径の１０倍以内に位置することが好適であり、より好ましくは５倍以内に位置することが好適であり、さらに、好ましくは３倍以内に位置することが好適である。

例えば、本実施形態では、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径が０．２ｍｍであり、静電気力を考慮しない場合、液体ノズル２２の開口部２２ｂから出た液体は、液体ノズル２２の先端で直径が約０．２ｍｍの半球状となるように出てくる。

そして、この液体ノズル２２の先端に出てきた液体に電場（静電気力）が作用して円錐状のテーラコーン８０が形成できるように、心棒２３の先端は、この液体の近くに存在することが良く、このため液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から前方（出る方向）に２ｍｍ以内に位置するようにするのが好適であり、一方、液体の付着に作用するように、心棒２３の先端が液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から後方（引っ込む方向）に２ｍｍ以内に位置するようにするのが好適である。

上記のように、心棒２３を設けることによって、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を大きくしても安定した液体の霧化が行える。
このため、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を目詰まりが抑制できるような大きな開口直径にすることができる。
また、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を大きくできるため機械加工で液体ノズル２２が製作できる。

なお、本実施形態では、心棒２３の先端が先端面２３ｄとして平坦な平面としている場合を示しているが、必ずしも、心棒２３の先端が平坦な平面である必要はなく、安定したテーラコーン８０の形成に寄与すれば良いので、例えば、心棒２３の先端はＲ形状のように、前方側に向かって突出する曲面になっていても良い。

次に、複数の液体噴霧部２０から液体が噴霧されるときの状態について説明を行う。
図６は、塗料などの液体が塗布される側から近接電極４０側を見たときの正面図である。
なお、図６では、近接電極４０と液体噴霧部２０の先端（液体ノズル２２の先端）だけを模式的に示したものになっている。
説明の簡略化のために、３つの液体噴霧部２０の先端を、単に、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと記載して区別し、また、３つの近接電極４０も近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃとして区別して記載する場合がある。

図６に示すように、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、一点鎖線で示す正三角形の頂点に位置するように配置、つまり、複数の液体噴霧部２０は、正多角形に配置されている。

また、各々の近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、２つの液体噴霧部２０の間に配置されている。
より具体的には、近接電極４０ａは液体噴霧部２２Ａと液体噴霧部２２Ｃとの間のほぼ中間位置に配置され、近接電極４０ｂは液体噴霧部２２Ａと液体噴霧部２２Ｂとの間のほぼ中間位置に配置され、近接電極４０ｃは液体噴霧部２２Ｂと液体噴霧部２２Ｃとの間のほぼ中間位置に配置されている。
本実施形態では、図２に示すように、近接電極４０の液体噴霧方向に沿った前後方向の位置は、液体噴霧部２０の先端（液体ノズル２２の先端）の少し前方に位置するようにしている。

図６に戻って説明を続けると、このような液体噴霧部２０と近接電極４０の配置とすると、液体噴霧部２２Ａの先端からの液体の脱離・霧化に主に寄与する近接電極４０は近接電極４０ａと近接電極４０ｂであり、液体噴霧部２２Ｂの先端からの液体の脱離・霧化に主に寄与する近接電極４０は近接電極４０ｂと近接電極４０ｃであり、液体噴霧部２２Ｃの先端からの液体の脱離・霧化に主に寄与する近接電極４０は近接電極４０ｃと近接電極４０ａになっている。

また、各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃに対する近接電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの位置関係も同じ状態となるようになっており、このため、各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、略同じ電場の状態に置かれるようになっているので、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃのいずれかが他の液体噴霧部と異なる電場の状態に置かれ、塗料などの液体の噴霧が不安定になることがない。

このため、従来技術のように、各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃ毎に個別に印加する電圧を調整したり、前後方向の位置を複雑な設計に基づいて決めたりするような必要はなく、極めてシンプルな構成でありながら、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、いずれも安定した塗料などの液体の噴霧を行うことができる。

そして、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃの外側に近接電極４０が配置されていないことで、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから噴霧される液体は、直進方向に向かうのではなく、隣接する液体噴霧部側に向かい隣接する液体噴霧部から噴霧される液体同士が混ざるように噴霧される。
例えば、液体噴霧部２２Ａから噴霧される液体は、液体噴霧部２２Ｂ、２２Ｃの噴霧する液体と混ざるように噴霧される。
したがって、被塗物６０上での液体の塗布状態が、３つの液体噴霧部がサポートする広い範囲で一体になった液体の塗布状態となる。

なお、本実施形態では、３つの液体噴霧部２０の場合を示しているが、液体噴霧部２０の数は、３つに限定される必要はない。
４つの液体噴霧部２０を用いる場合は、液体噴霧部２０を正四角形に配置するようにし、隣接する液体噴霧部２０の間に近接電極４０が配置されるようにすればよい。

このように、液体噴霧部２０を正多角形（例えば、正五角形、正六角形、正七角形・・・）に配置し、隣接する液体噴霧部２０の間に近接電極４０が配置されるようにすれば、全ての液体噴霧部２０を略同じ電場の状態に置くことができ、液体噴霧部２０の数を飛躍的に多く設けるようにしても、全ての液体噴霧部２０の安定した噴霧状態が保てるとともに、それら液体噴霧部２０のそれぞれのサポートする噴霧範囲が繋がって一体となった広い範囲の液体の噴霧状態が実現できる。

本実施形態では、個別の液体噴霧部２０をホルダ３０に取付けることで３つの液体噴霧部２０を一体にまとめるようにした場合を示したが、このように構成されるものに限定されるものではない。
例えば、上述した胴体部２１（図３参照）を、３つの液体ノズル２２で共通の１つの胴体部として構成し、１つの胴体部に３つの液体ノズル２２が液体噴霧部として正三角形に配置されたものとしても良い。

ところで、複数の液体噴霧部２０を用いて塗料などの液体を被塗物などに塗布する場合、それぞれの液体噴霧部２０の液体の噴霧量が適切な噴霧量になっていることが好ましいと言えるが、この点、本実施形態の液体噴霧部２０は、それぞれが心棒２３を備え、摘み部２３ａによって心棒２３の前後方向の位置を変えることで液体の噴霧量を調節する機能を有しているので、適切な噴霧量に簡単に調節することができる。

なお、本実施形態では、心棒２３を用いて液体の噴霧量の調節ができる場合を示しているが、液体の噴霧量の調節は、例えば、液体供給口２１ａ（図３参照）に供給する液体の供給量を調節できるようにするものであっても良い。
したがって、心棒２３に限定されるものではないが、それぞれの液体噴霧部２０から噴霧される液体の噴霧量を調節する液体噴霧量調節手段を備えるようにしておくことが好ましい。

（第２実施形態）
図７は、本発明に係る第２実施形態の近接電極４０の状態を示す正面図であり、図６と同様に、近接電極４０と液体噴霧部２０の先端（液体ノズル２２の先端）だけを模式的に示したものになっている。

第２実施形態は、近接電極４０の形状が異なるだけであって、基本的な構成は第１実施形態と同様である。
なお、近接電極４０の形状に合わせて、図８に示すようにホルダ３０の近接電極取付部３１に近接電極取付用スペーサ３２を設け、近接電極４０を取付けるようにしている。

図７に示すように、第２実施形態の近接電極４０では、第１実施形態の近接電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃに加え、複数の液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで囲われる領域の中央側にも近接電極４３ａ、４３ｂ及び４３ｃが設けられたものになっている。
より具体的には、各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで囲われる領域の中央と各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとを結ぶ直線上に交わるように配置された近接電極４３ａ、４３ｂ及び４３ｃが設けられたものになっている。

なお、図７に示す場合には、各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで囲われる領域の中央と各液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとを結ぶ直線上にほぼ直交するように近接電極４３ａ、４３ｂ及び４３ｃが配置されているが、このように直交しなければならないわけではない。

第１実施形態の場合、３つの液体噴霧部２０の中央となる部分で噴霧される液体が混ざらずに、被塗物６０上での液体の塗布状態として塗布範囲の中央に液体の塗りムラができる場合がある。
しかしながら、第２実施形態のように、中央側にも近接電極４３ａ、４３ｂ及び４３ｃを設けるようにすることで、３つの液体噴霧部２０の中央となる側にも液体が噴霧されやすくなり、塗布範囲の中央に液体の塗りムラが発生することを抑制することができる。

なお、上記では、近接電極４０となる部分（近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４３ａ、４３ｂ及び４３ｃ）を棒状の電極として構成した場合を示してきたが近接電極４０は棒状の構造体として形成することに限定されるものではない。

例えば、図９に示す変形例のように、一枚の板状のプレートを加工して、近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４３ａ、４３ｂ及び４３ｃを形成したものとしても良い。
つまり、薄い板状のもので近接電極４０は形成されていても良い。

図９において、３つの孔４４は、ホルダ３０に固定するときにネジを通すためのネジ孔である。
したがって、この場合、ホルダ３０には、この孔４４に対応するように、上述した近接電極取付部３１が３つ設けられることになるが、このように３つの近接電極取付部３１を設けるようにすることに限定されるものではない。

例えば、中央に大きな円形開口を設ける必要はなく、したがって、この中央の部分の円形開口を近接電極取付部３１に取付けるためのネジを通すための大きさの孔にして３つの孔４４を省略するようにしても良い。

ところで、図９に示す近接電極４０のようにした場合、理由は定かではないが、斜線で示す部分４５のところに噴霧される液体が付着する現象が見られた。
一方、第１実施形態や第２実施形態のように、近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）の幅が広くない場合には、そのような液体の付着が発生しなかった。
このことから、液体噴霧部２０同士の間に配置される近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）は、幅が小さいことが好適である。

より具体的には、近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）に隣接する液体噴霧部２０の先端同士を直線で結んだときの長さ（図９に一点鎖線で示す正三角形の一辺の長さ）の半分の長さよりも小さい幅であるようにすることが好適である。
このようにすることで近接電極４０に液体が付着することを抑制することができる。

上述のように、このように近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）の幅を小さくすることで液体の付着が抑制できる理由については、明確には明らかでないが、液体噴霧部２０と近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）との間に隙間ができることで、液体が噴霧される流れに沿って空気が引っ張られることで液体の噴霧方向に向かう緩やかな空気の流れが生じ、この空気の流れが近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）に液体が付着することを抑制しているのではないかと推定している。

言いかえれば、液体噴霧部２０と近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、及び、４０ｃ）との間に隙間が少ない図９に示すような場合、この液体の噴霧方向に向かう緩やかな空気の流れの一部が近接電極４０側に戻る対流になるなどしてスムーズに液体の噴霧方向に流れていないのではないかと推察している。

以上、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を実施しても良い。
例えば、図７に示した近接電極４０において、棒状の各近接電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの機械的強度を補強するために、図１０に示すように、棒状の各近接電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの先端を繋いだ補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃを設けるような形状としても良い。

この場合、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから噴霧される液体を混合噴霧することが目的であるときには、この補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃが近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４３ａ、４３ｂ及び４３ｃ）と同様に、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃに作用しないようにするために、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃと補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃとの距離を取るようにする必要がある。
つまり、補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃが近接電極４０と同様の働きをするようにしてしまうと、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから噴霧される液体が、主に真直ぐ前方に噴霧されるようになり、上述したように、左右の他の液体噴霧部が噴霧する液体と混ざる方向に向かわないようになる。
このため、補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃは、基本的に近接電極４０としての役目をほとんど果さないように液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから離して設けられる必要がある。

具体的に、液体噴霧部２２Ａを代表して説明すると液体噴霧部２２Ａと補強部４７ａとの間の一番近い離間距離Ｘが、液体噴霧部２２Ａと近接電極４３ａとの間の一番近い離間距離Ｙよりも長い距離となるようにする。
なお、第１実施形態のように、近接電極４３ａが無いような場合は、液体噴霧部２２Ａと近接電極４０ａ及び４０ｂとの間の一番近い離間距離よりも液体噴霧部２２Ａと補強部４７ａとの間の一番近い離間距離Ｘが長い距離になるようにする。

また、このような補強部は、棒状の近接電極の場合に限らず、図９に示すプレート状の近接電極の場合にも適用して良い。
この場合も、この補強部が近接電極４０（近接電極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４３ａ、４３ｂ及び４３ｃ）と同様に、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃに作用しないように、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから距離を取るようにする。

なお、単に、液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから正常に安定した液体の噴霧が行えれば良い場合には、図１０に示す補強部４７ａ、４７ｂ及び４７ｃを液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃに近づけて近接電極４０と同様に作用させればよい。
この場合でも、多角形に配置された液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃの全てが略同じ電場の状態に置かれるので、全ての液体噴霧部２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃが安定した液体の噴霧を行うことができる。

さらに、本実施形態では、抵抗５１として可変抵抗を用いているが、この可変抵抗の部分を２つの固定抵抗を直列接続し、その固定抵抗の間から近接電極４０への電気配線を取るようにしても良い。
但し、このようにすると近接電極４０の第１電位を調節するために、固定抵抗を取り替える必要が出てくるので可変抵抗で構成することが好適である。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 静電噴霧装置
２０ 液体噴霧部
２１ 胴体部
２１ａ 液体供給口
２１ｂ 液体流路
２１ｃ 孔部
２１ｄ 後端開口部
２１ｅ 雌ネジ構造
２２ 液体ノズル
２２ａ 先端外周縁
２２ｂ 開口部
２３ 心棒
２３ａ 摘み部
２３ｂ 電気配線接続部
２３ｃ 雄ネジ構造
２３ｄ 先端面
２４ シール部材
３０ ホルダ
３１ 近接電極取付部
３２ 近接電極取付用スペーサ
４０ 近接電極
５０ 電圧印加手段
５１ 抵抗（可変抵抗）
６０ 被塗物
７０ アース手段
８０ テーラコーン

Claims (7)

1. 複数の液体噴霧部と、
   前記液体噴霧部の先端の近隣に配置される近接電極と、
   前記近接電極と前記液体噴霧部との間に電圧を印加し、液体を帯電状態で前記液体噴霧部の先端から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段と、を備え、
   前記液体噴霧部が正多角形に配置されることを特徴とする静電噴霧装置。
2. 前記近接電極が前記液体噴霧部同士の間に配置されることで、隣接する前記液体噴霧部から噴霧される前記液体同士が少なくとも混ざることを特徴とする請求項１に記載の静電噴霧装置。
3. 正面視で見て、前記複数の液体噴霧部で囲われる領域の中央側にも前記近接電極が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の静電噴霧装置。
4. 前記近接電極の電位を調節する電位調節手段を備え、
   前記近接電極の電位を調節することで、前記液体噴霧部の電位と前記近接電極の電位との間の電位差が調節し、噴霧される前記液体の混ざり具合が調節できることを特徴とした請求項２又は請求項３に記載の静電噴霧装置。
5. 前記電圧印加手段が、前記液体噴霧部と被塗物との間にも電圧を印加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。
6. 前記液体噴霧部同士の間に配置される前記近接電極は、前記近接電極に隣接する前記液体噴霧部の先端同士を直線で結んだときの長さの半分の長さよりも小さい幅であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。
7. それぞれの前記液体噴霧部から噴霧される液体の噴霧量を調節する液体噴霧量調節手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の静電噴霧装置。

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